1 - Fundamentos de Protocolos

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PROTOCOLOS DE REDES Proto
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Fundamentos de Protocolos
Prof. Mateus Novaes
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FUNDAMENTOS DE PROTOCOLOS
� Sumário
� Conceitos de um protocolo
� Conexões entre estações 
� Comutação
� Arquiteturas de camadas OSI e TCP/IP;
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� Arquiteturas de camadas OSI e TCP/IP;
� Protocolos TCP/IP 
� Principais organismos de padronização e organização 
ISO, IEEE, IETF, ICANN.
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FUNDAMENTOS DE PROTOCOLOS
� Conceitos de um protocolo
� Protocolos humanos vs. Protocolos de redes P
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FUNDAMENTOS DE PROTOCOLOS
� Conceitos de um protocolo
� Conceito geral:
� Conjunto de regras e formas que devem ser obedecidas para 
atingir um objetivo comum
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s� Conceito aplicado a redes de computadores:
� Um protocolo define o formato e a ordem das mensagens 
trocadas entre duas ou mais entidades comunicantes. Bem 
como as ações realizadas na transmissão ou no recebimento 
de uma mensagem ou evento.
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FUNDAMENTOS DE PROTOCOLOS
� Conceitos de um protocolo
� Em redes é comum protocolos utilizarem serviços de 
outros protocolos
� HTTP que utiliza o TCP
� TCP que utiliza o IP
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FUNDAMENTOS DE PROTOCOLOS
� Conexões entre estações 
� Estações conectadas fisicamente
� Estações não conectadas diretamente
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FUNDAMENTOS DE PROTOCOLOS
� Comutação de pacotes
� comutação pela origem
� comutação por circuitos virtuais
� comutação por destino
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� Hierarquia de protocolos:
� Para reduzir a complexidade de uma rede ela é 
dividida em pilha de camadas ou níveis
� O objetivo de uma camada é oferecer recursos as 
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res I
FUNDAMENTOS DE PROTOCOLOS
� O objetivo de uma camada é oferecer recursos as 
camadas superiores, abstraindo detalhes de 
implementações
� Cada camada se comunica com a camada de mesmo 
nível no destino
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res I
FUNDAMENTOS DE PROTOCOLOS
� Hierarquia de protocolos:
� Utiliza-se um protocolo como acordo entre as partes 
que se comunicam
� Os dados não são efetivamente transferidos entre 
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res I
� Os dados não são efetivamente transferidos entre 
camadas de mesmo nível
� Dados são enviados para camadas inferiores até atingir o 
meio físico
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SOFTWARE DE REDE
� Hierarquia de protocolos:
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SOFTWARE DE REDE
� Hierarquia de protocolos:
� Um conjunto de camadas e protocolos se chama 
arquitetura de rede
� Uma lista de protocolos é chamada de pilha de 
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res I
� Uma lista de protocolos é chamada de pilha de 
protocolos
� Exemplos: 
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res I
SOFTWARE DE REDE
� Hierarquia de protocolos:
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SOFTWARE DE REDE
� Hierarquia de protocolos:
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SOFTWARE DE REDE
� Tipos de serviços:
� Serviço orientado a conexões
� Estabelece, usa e encerra a conexão
� Tubo entre o emissor e receptor
� Negociação dos parâmetros da conexão
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res I� Serviço sem conexão
� Similar ao sistema postal
�Mensagens podem chegar desordenadas
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res I
SOFTWARE DE REDE
� Tipos de serviços:
� Ambos podem ser caracterizados pela qualidade de 
serviço
� Confiáveis 
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res I
� Não confiáveis
� Serviço orientado a conexão
� Seqüência de mensagens
� Fluxo de Bytes
� Serviço de solicitação e resposta
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SOFTWARE DE REDE
�Modelos de referência
� Modelo de referência OSI
�Modelo bem definido
� Protocolos raramente utilizados
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� Modelo de referência TCP/IP
�Modelo fraco
� Protocolos de uso geral
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência OSI
� Chamado de Modelo de referencia ISO OSI
� ISO – International Standards Organization
� OSI – Open Systems Interconnection
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res I
� Modelo com 7 camadas 
� Princípios para criação das camadas:
� Camadas executam funções bem definidas
�Minimizar fluxo de informações
�Muitas camadas x poucas camadas
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SOFTWARE DE REDE
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência OSI
� Modelo não especifica protocolos e serviços
� Informa o que cada camada deve fazer
� ISO criou padrões para cada camada, que não fazem 
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ISO criou padrões para cada camada, que não fazem 
parte do modelo
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência OSI
� Camada Física
� Trata transmissão de bits brutos
� Especifica:
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� Os pinos dos conectores;
� Voltagem;
� Tempo que dura a transmissão de um bit
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência OSI
� Camada de enlace de dados
� Transformar o canal de transmissão bruto numa linha que 
pareça livre de erros.
Divide os dados de entradas em quadros de dados
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res I
� Divide os dados de entradas em quadros de dados
� Possivelmente haja um quadro de confirmação
� Controle de fluxo e de erros
� Em redes de difusão deve haver controle de acesso ao meio
� Subcamada de acesso ao meio
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res I
SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência OSI
� Camada de rede
� Determina como os pacotes são roteados da origem até o 
destino
� Rotas estáticas
Rotas determinadas pela origem
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res I
� Rotas determinadas pela origem
� Rotas dinâmicas
� Controle de congestionamento e da qualidade de serviço
� Redes com tamanhos máximos de mensagens diferentes
� Em redes de difusão a camada é simples ou inexistente
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res I
SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência OSI
� Camada de transporte
� Dividir os dados das camadas superiores, podendo 
assegurar que os fragmentos cheguem corretamente ao seu 
destino
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res I
� Serviço pode ser oferecido diretamente ao usuário
� Características do serviço mais comum: 
� Entrega de mensagens ou bytes
� Canal ponto a ponto livre de erros
�Mensagens ordenadas
� Camada fim a fim
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência OSI� Camada de sessão
� Controle de dialogo
� Gerenciamento de token (controle de operações criticas)
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res I
� Sincronização
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência OSI
� Camada de apresentação
� Cuida da forma como o dado é representado
� Números (Big-endian e Little-endian)
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� Caracteres (Ascii, unicode)
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência OSI
� Camada de aplicação
� Protocolos comumente utilizados pelos usuários
� Utilizados para transferência de arquivos, consulta de 
nomes, correio eletrônico, etc...
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nomes, correio eletrônico, etc...
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência TCP/IP
� Surgiu devido a necessidades da ARPANET
� Rede patrocinada pelo DoD
� Um dos principais objetivos é interconectar redes 
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� Um dos principais objetivos é interconectar redes 
heterogenias
� Outro objetivo era se adaptar a mudanças na 
topologia
� A nomenclatura originou-se de dois protocolos 
principais
� TCP e IP
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência TCP/IP
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência TCP/IP
� Camada inter-redes
� Serviço sem conexão
� Deve enviar pacotes de uma origem a um destino 
independente da tecnologia utilizada
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independente da tecnologia utilizada
� Similar ao serviço de correios mundial
� Define um formato específico de pacote e um protocolo 
chamado IP (Internet Protocol)
� Similar a camada de rede do OSI
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência TCP/IP
� Camada de transporte
� Permitir que origem e destino mantenham uma conversação 
� TCP (RFC 793) 
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res I
� Orientado a conexão
� Confiável
� Sem erros
� UDP (RFC 768) 
� Sem conexão e não-confiável
� Similar a camada de transporte do OSI
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência TCP/IP
� Camada de aplicação
� Utilizada pelo usuário
� Protocolos de alto nível
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� TELNET, FTP, SMTP, SNMP, DNS, HTTP, etc....
� Camada de host/rede
� O modelo TCP/IP não especifica
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SOFTWARE DE REDE
�Modelo de referência TCP/IP
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SOFTWARE DE REDE
� Critica ao modelo OSI
� Problemas
�Momento ruim
� Tecnologia ruim
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� Implementações ruins
� Política ruim
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SOFTWARE DE REDE
� Critica ao modelo OSI
� Momento ruim R
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SOFTWARE DE REDE
� Critica ao modelo OSI
� Tecnologia ruim
� A escolha das 7 camadas foi mais política do que técnica
� Padrão complexo
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� Repetidos controles de erro e fluxo
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SOFTWARE DE REDE
� Critica ao modelo OSI
� Implementações ruins
� Devido a complexidade, as implementações criadas ficaram 
lentas, pesadas e gigantescas
OSI foi associado a baixa qualidade
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� OSI foi associado a baixa qualidade
� TCP/IP era boa e gratuita
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SOFTWARE DE REDE
� Critica ao modelo OSI
� Política ruim
� TCP/IP era associado ao UNIX
� OSI era considerado criação dos ministérios de 
comunicações europeus, da comunidade européia e dos EUA
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comunicações europeus, da comunidade européia e dos EUA
� Idéia de que burocratas estavam tentando empurrar um 
padrão tecnicamente inferior. 
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SOFTWARE DE REDE
� Critica ao modelo TCP/IP
� Não diferencia os conceitos de interface, serviço e 
protocolo
� Modelo não é abrangente
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� Modelo não é abrangente
� Tecnologia Bluetooth
� Não faz distinção entre camadas física e de enlace
� Alguns protocolos não foram devidamente projetados 
e implementados
� TELNET
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SOFTWARE DE REDE
� Organismos de padronização
� ISO - International Standard Organization
� IEEE - Institute of Electronic and Electrical Engineer
� IETF - Internet Engineering Task Force
� ICANN - Internet Corporation for Assigned Names 
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� ICANN - Internet Corporation for Assigned Names 
and Number
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SOFTWARE DE REDE
� Organismos de padronização
� ISO - International Standard Organization
� Desenvolvedora de padronizações internacionais
�Membros em diversos países
ABNT (Brasil)
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� ABNT (Brasil)
� Exemplos
� PT/PRT (Portugal); BR/BRA (Brasil); 
� ISO9001
�Modelo OSI (Open Systems Intercomunication)
� www.iso.org/
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SOFTWARE DE REDE
� Organismos de padronização
� IEEE - Institute of Electronic and Electrical Engineer
� Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos
�Mais voltado para a esfera acadêmica
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res I
� Publicação de jornais
� Organização de congressos com workshops nas mais 
diversas áreas
� Promover publicações
� Artigos científicos, teses e dissertações
� www.ieee.org
� ieeexplore.ieee.org
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res I
SOFTWARE DE REDE
� Organismos de padronização
� IETF - Internet Engineering Task Force
� Comunidade internacional aberta de projetistas, usuários, 
vendedores e pesquisadores interessados no 
desenvolvimento da internet
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res I
� Responsável por registrar RFCs
� Draft -> RFC
� RFC 793 – Transmission Control Protocol (TCP)
� www.ietf.org
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res I
SOFTWARE DE REDE
� Organismos de padronização
� ICANN - Internet Corporation for Assigned Names 
and Number
� Responsável pela coordenação global do sistema de 
identificadores exclusivos da Internet
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� ICANN
� IANA
� Registro.br
� DNS, IP, MAC
� www.icann.org
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